探索科学前沿的分子成像(之二)
分子成像的途径显示分子信息的关键在于运用高特异性的成像专用探针、相应的放大技术和敏感高效的图像检出系统。与体外检测相比,体内成像的关键可能在于探针必须有生物活性、活体内存在的运载障碍而体外无此种困难以及开发必要的专用放大技术。因此,目前研究工作主要包括四个方面:合适的配体即分子探针;有效的组织和细胞内靶向技术;由于常用的靶向浓度在微微(pico-)或毫微(nano-)水平,因此,有效的放大技术是必需的;具有高空间分辩率及高敏感性的成像系统。目前,提取分子信息最常用的显像方法有核医学成像技术、磁共振成像技术(MR)和光学成像技术。它们虽各有千秋,但选用何种方法则取决于特定的研究方向和所要证明的假设。当底物能够轻易地被正电子发射器标记而作为靶向时,通常采用正电子发射体层射影(PET)成像技术作为相适宜的检查方法,如用标记的FIAU或鸟嘌啉核苷显示单纯疱疹病毒苷激酶的表达。另外,核医学成像技术也较适用于跟踪小剂量标记的治疗药物,研究药物的抗药性或释放系统如病毒载体。而MR技术与同位素等其它技术相比则具有两大优点:即较高的空间分辨率(微米级)和可同时获得生理、解剖信息。显微MR成像可望对生物学发展、转基因动物、细胞转运方面产生巨大影响。但MR成像敏感性较同位素成像技术低数个数量级,通常为毫摩尔单位而不是微微摩尔单位。因此这也是需要开发信号放大技术的原因。最近,细胞标记技术的发展已使得在单个细胞水平上的体外跟踪干细胞、原始细胞或细胞系统表达的转基因成为可能,最终,光学成像技术在分子生物学、细胞生物学和活体表面成像中得到了运用。研究人员认为,一种以远红外光谱为基础的光学断层成像系统将有可能成为新的成像方法。远红外光学成像的优点之一就是淬灭荧光标记若与靶向目标发生特定的分子间反应后能够产生强烈荧光。这种对分子特异性标记的方法特别适用于显象酶,如DNA和/或RNA靶。此外,远红外光学成像技术的另一特点是可采用具有多种成像特性的数个探针,类似于体外的染色体组型。
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